3.1 INTEMPERISMO, EROSIÓN Y SEDIMENTACIONES. → 3.1.1 Procesos de intemperismo químico y mecánico.
Intemperismo químico: El intemperismo químico es otra forma de destrucción de las rocas mediante reacciones químicas que tienen lugar sobre la superficie, alterando su naturaleza química y su componente de esta. Los cambios químicos realizados sobre las rocas, se llevan a cabo por el contacto de reactivos atmosféricos como el agua, oxígeno y el CO2 principalmente en los cambios químicos sufridos por las rocas por intemperismo químico, también intervienen las condiciones de reacción como son la temperatura y la humedad entre otras. Como la disolución, hidratación, hidrolisis oxidación-reducción y carbonatación causa la disgregación de las rocas y se da cuando los minerales reacción con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de d e distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior. En general los minerales son más susceptibles a este tipo de intemperismo cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra. El tamaño de las partículas de rocas es un factor extremadamente importante en el intemperismo químico, dado que las sustancias pueden reaccionar químicamente sólo cuando se ponen en contacto unos con otros. Cuanto más grande es la superficie de una partícula, más vulnerable resulta el ataque químico. Estos procesos son de una enorme importancia en el desarrollo de vertientes, ya que preparan al substrato rocoso para la formación del suelo el que será erosionado por los agentes del modelo terrestre. Sin los procesos de meteorización no habría podido desarrollarse la vegetación tal como la observamos actualmente, ni las grandes masas continentales habrían podido ser erosionadas tan fácilmente por los agentes de la denudación.
Intemperismo mecánico: El Intemperismo mecánico, que también es mencionado como desintegración, es un proceso por el que las rocas se rompen en fragmentos más y más pequeños, como resultado de la energía desarrollada por las fuerzas físicas. Por ejemplo, cuando el agua se congela en una roca fracturada, la presión debida a la expansión del agua congelada puede desar rollar suficiente energía para astillar fragmentos de la roca. Se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y peri glaciares. Por qué los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día, la noche .La
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ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes periglaciares las temperaturas varían por encima y debajo del d el punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional. Si las condiciones son propicias, el agua que cae como lluvia o nieve y que se congela durante los meses de invierno, van acumulando más y más hielo en la zona de congelación a medida que aumenta la cantidad de agua procedente de la atmósfera y avanza del suelo no congelado hacia abajo, en forma parecida a un secante que chupa la humedad. Con el tiempo se forman masas de hielos lenticulares, y el suelo que está sobre ellas “palpita” o s e mueve hacia arriba. Esto se observa en los caminos de construcción pobre; también en los prados y jardines que se notan suaves y esponjosos en la primavera, como consecuencia de la palpitación del suelo durante el invierno. → 3.1.2 Factores de formación de los suelos.
Clima: El clima es un factor principal para p ara determinar el tipo de suelo que qu e se formará en un área. La temperatura sola determinará la cantidad de desgaste químico que puede ocasionar en la zona. Además, el clima determina si un área es adecuada para ciertas plantas o vida animal. Esto afecta a la composición orgánica del suelo. Los climas cálidos y húmedos producen más plantas y, por lo tanto, el contenido orgánico proveniente de las plantas es alto.
Biota: El biota describe las plantas que viven en el suelo, así como los animales que están presentes y los microorganismos que habitan en él. La diversidad en el suelo es igual a la diversidad de las plantas, insectos y animales que viven en la zona. Esto significa que el suelo que se forma en las llanuras es muy diferente al suelo que se forma en la selva. Algunas de las diferencias en la composición se pueden atribuir a la descomposición de los excrementos de animales y material vegetal. Ambos afectan la forma en que se forma el suelo.
Organismos: La participación de una amplia variedad de formas biológicas (animales, bacterias, hongos, algas) resulta trascendental en el funcionamiento de los ciclos del carbono, del nitrógeno, etc. La vegetación ejerce una serie de acciones tanto directas como indirectas en la formación y conservación del suelo. Entre las primeras destacan el aportar materia orgánica, acelerar la meteorización e incrementar la porosidad y el movimiento del agua y el aire. Entre las indirectas destaca el efecto pantalla que el
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dosel o cubierta vegetal impone sobre el clima edáfico, al sombrear, al interceptar las gotas de lluvia, frenar la escorrentía superficial (o sea aumentar la infiltración) y, por tanto, reducir la erosión hídrica, además de la eólica. Además el sistema radicular respira, segrega sustancias y absorbe agua por lo que tiene efectos sobre la trasladación y lavado de sustancias en el suelo, por ejemplo de carbonatos. Interviene en los ciclos biogeoquímicos al absorber nutrientes en solución que fija en sus tejidos temporalmente. En casos particulares, la vegetación ejerce efectos alelopáticos.
Topografía: El terreno escarpado o plano puede afectar la manera en la que el suelo se forma en un área. La topografía afecta el drenaje de agua y, por lo tanto, afecta al producto final del suelo. El suelo en una cuenca plana puede estar mal drenado, mientras que el suelo en una ladera empinada tendrá un drenaje excesivo. Las tierras altas suelen tener un mejor drenaje debido a que el agua tiene un lugar adonde ir. La disposición de la tierra también puede afectar a la cantidad de luz solar y calor que obtiene un área, lo que también jugará un papel importante en la formación del suelo.
El tiempo: Con los años, la tierra sufre cambios. Los cambios del suelo van desde el agotamiento del contenido mineral a la adición de nuevos minerales. La tierra puede volverse más compacta o cambiar su composición orgánica en función de varios factores que cambian lentamente con el tiempo pero, en última instancia, tienen un gran impacto en el suelo.
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→ 3.1.3 Tipos de suelo según su origen y granulometría.
El suelo procede de la interacción entre la atmósfera, y biosfera. Se forma a parir de la descomposición de la roca madre, por factores climáticos y la acción de los seres vivos. Esto implica que el suelo tiene una parte mineral y otra biológica, lo que le permite ser el sustento de multitud de especies vegetales y animales. La descomposición de la roca madre puede deberse a factores físicos y mecánicos, o por alteración, o descomposición química. En este proceso se forman unos elementos muy pequeños que conforman el suelo, los coloides y los iones. Dependiendo del porcentaje de coloides e iones, y de su origen, el suelo tendrá unas determinadas características. La materia orgánica procede, fundamentalmente, de la vegetación que coloniza la roca madre. La descomposición de estos aportes forma el humus bruto. A estos restos vegetales se añaden los procedentes de la descomposición de los aportes de la fauna, aunque en su proporción total es de menor importancia. La descomposición de la materia orgánica aporta al suelo diferentes minerales y gases: amoniaco, nitratos, fosfatos. Estos son elementos esenciales para el metabolismo de los seres vivos y conforman la reserva trófica del suelo para las plantas, además de garantizar su estabilidad.
Clases de suelo:
Los suelos se clasifican según diferentes criterios: su evolución, composición, capacidad de uso en agricultura y textura, entre otros, las partículas minerales que forman el suelo tienen diferentes tamaños y se llaman arena, limo y arcilla, de mayor a menor. La textura del suelo depende de la partícula mineral más abundante en él. Entonces, de acuerdo a la textura, los suelos se clasifican en: • Arenosos: En ellos predomina la arena. Por el tamaño grande de sus partículas,
estos suelos no retienen el agua que baja a zonas más profundas. Generalmente son de color claro y como no contienen mucha materia orgánica no suelen ser productivos para la agricultura. • Limosos: Las partículas de tamaño medio, el limo, son las que predominan. Por
ello, son suelos que no filtran el agua rápidamente, contienen mucha materia orgánica pero se compactan mucho al secarse. • Arcillosos: La arcilla, partícula de menor tamaño es la predominante. Son suelos
casi impermeables pero muy compactos en ausencia de agua. Contienen mucha materia orgánica pero cuando están secos casi no permiten el crecimiento de las raíces.
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Se llama suelo franco a aquel que tiene aproximadamente la misma proporción de las tres clases de partículas minerales y por ello tiene propiedades que lo hacen ideal para la agricultura. Según la evolución del suelo y la descomposición de la roca que le dio origen, los suelos se clasifican en: • Suelos no evolucionados: De formación reciente, próximos a la roca madre con
poca materia orgánica. • Suelos poco evolucionados: Con gran cantidad de materia orgánica y color
variable dependiendo de la composición. • Suelos evolucionados: Con mucha materia orgánica en diferentes estados de
descomposición, roca madre bien desintegrada. Aptos para la agricultura.
→ 3.1.4 Erosión y depósito de sedimentos.
La erosión es el desgaste o denudación de suelos y rocas que producen distintos procesos en la superficie de la Tierra. La erosión implica movimiento, transporte de l material, en contraste con la alteración y disgregación de las rocas, fenómeno conocido como meteorización y es uno de los principales factores del ciclo geográfico.
La erosión del suelo la provocan principalmente factores como las corrientes de agua y de aire, en particular en terrenos secos y sin vegetación, además el hielo y otros factores. La erosión del suelo reduce su fertilidad porque provoca la pérdida de minerales y materia orgánico.
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• Erosión fluvial: Las aguas continentales son un agente erosivo de primera
magnitud. En forma de ríos que discurren sobre la superficie, o de corrientes subterráneas, el agua desgasta los materiales que hay por donde pasa y arrastra los restos en dirección al mar, dejándolos depositados en diversos lugares, formando nuevos suelos y, en definitiva, modelando el paisaje. El agua crea cascadas, gruras, desfiladeros, meandros y deltas. En ocasiones inunda determinadas regiones, más o menos amplias, del territorio. La vida se ha desarrollado de forma más prolífera, desde siempre, en los márgenes de los ríos. • Erosión eólica: Comparado con el agua, el viento resulta un agente erosivo
menos intenso, pero en las regiones secas adquiere una importancia muy especial. En estas zonas áridas el viento ha formado los desiertos, que constituyen una superficie muy extensa a lo largo y ancho de la Tierra. El viento constante forma estructuras tan conocidas como las dunas, pero también produce otras formas muy particulares y, a veces, espectaculares, en las rocas de las regiones donde actua con mayor intensidad. • Erosión glacial: Los glaciares son agentes erosivos de gran importancia que, en
el pasado, modelaron una buena parte de los paisajes que ahora conocemos en latitudes medias y altas de todo el planeta. Las enormes masas de hielo desplazándose lentamente por efecto de la gravedad llevan a término una tarea de desgaste implacable sobre los terrenos en que se deslizan, que se puede observar fácilmente en aquellas regiones donde los glaciares han desaparecido. El hielo es capaz de cortar o arrancar enormes rocas que otros agentes erosivos no podrían. ▪ Erosión marina: La costa es la zona limítrofe entre la tierra firme y el mar. Se
encuentra constantemente sometida a la acción erosiva del agua, por lo cual adquiere formas muy diversas, dependiendo del tipo de terreno y de la actividad de las olas, mareas y corrientes marinas. Tiene acantilados y playas, deltas y estuarios, y, a veces, aparece recortada en antiguos valles inundados. Las corrientes marinas se llevan parte del material erosionado hacia el mar en unos lugares y lo deposita, desgastado, en otros. Así se forma un acantilado en un lugar y una playa en otro.
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• Erosión biológica: También los seres vivos modifican el paisaje, a veces, de
forma lenta y casi imperceptible y, otras, de forma rápida y violenta. Las plantas superiores, que tenen raíces, ejercen una labor intensa se excavación mecánica del sustrato, en busca de agua. Pero, aunque menos visible, también es importante la erosión provocada por pequeños vegetales y organismos, como los líquenes. Tambien erosionan los animales. Pequeños invertebrados, como los gusanos, airean el terreno y permiten la entrada de agua en la roca madre. Existen microorganismos cuyas secreciones atacan químicamente las piedras. Por último, los animales superiores pueden excavar y erosionar de muy distintas maneras. • El impacto humano en el medio: Todos los organismos alteran, en cierta medida,
el entorno en el que viven, modelando el paisaje. El ser humano no es una excepció, al contrario. Posee una elevada capacidad de alteración gracias a sus progresivos avances técnicos. Los paisajes surgidos por la influencia humana ocupan una extensión cada vez mayor de la superfície del planeta. Básicamente, la erosión humana se puede clasificar en dos tipos: de explotación (tierras agrícolas, forestales, minas, ... ) y de construcción (ciudades, vías de comunicación, ... ). En los últimos años, además, las actividades industriales no sólo alteran la superfície de la Tierra, sino que están poniendo en peligro la supervivencia del planeta. Sin la intervención humana, las pérdidas de suelo debidas a la erosión probablemente se verían compensadas por la formación de nuevos suelos en la mayor parte de la Tierra. La sedimentación consiste en el almacenamiento de materiales erosionados y transportados. Es el último proceso de la morfogénesis. Las características de los depósitos dependen de la naturaleza del agente de transporte. En el caso de los de los ríos, mares o viento el material se deposita cuando el movimiento en el medio se reduce por debajo de la velocidad de deposición de la carga. En el caso del hielo la deposición se produce cuando encuentra un obstáculo o cuando la masa de hielo alcanza su máxima extensión espacial. El sedimento es un material sólido, acumulado sobre la superficie terrestre (litosfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).
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Los procesos sedimentarios pueden ocurrir en cualquier lugar de la superficie terrestre donde haya erosión, pero no todo el material depositado se convierte en roca sedimentaria, ya que la propia erosión puede arrastrar los sedimentos antes de que se endurezcan. Básicamente, los procesos sedimentarios son de tres tipos: ● Marinos: se forman depósitos en la plataforma continental y en las zonas
abisales. ● Continentales: se acumulan materiales a los pies de las cadenas montañosas,
en los glaciares, a lo largo de las cuencas de los ríos y en los desiertos. ● De transición: que es la sedimentación que tiene lugar en puntos de contacto
entre el mar y los continentes, como las zonas pantanosas y los deltas. Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas sobre todo a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas principalmente a la sedimentación. Las depresione s de la litosfera en la que se acumulan sedimentos, son llamadas cuencas sedimentarias.
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3.2 AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRANEAS. → 3.2.1 El ciclo hidrológico.
El ciclo del agua es otro de los ciclos biogeoquímicos importantes que suceden en nuestro planeta y que consiste en la circulación del agua entre los diferentes compartimentos de la hidrósfera: océanos, ríos, mares, lagos, entre otros. La importancia del ciclo del agua radica en la interacción que tiene con el ecosistema y asimismo los seres vivos dependen de la misma para poder subsistir. Vale mencionarse que el ciclo del agua también necesita para su correcto funcionamiento de los seres vivientes.
El ciclo del agua se haya comprendido por una serie de procesos: evaporación (el agua se evapora en la superficie de los océanos, en la superficie terrestre y en los seres vivos por medio de la transpiración de plantas y sudoración de animales), condensación (el agua vaporizada sube y se condensa dando lugar a la nube), precipitación (cuando las gotas de agua que conforman las nubles se enfrían terminarán por precipitarse a la tierra en función del peso y será líquida (lluvia) o bien sólida (granizo o nieve), infiltración (el agua toca que toca el suelo y penetra en los poros, pasando a ser agua subterránea; buena parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación), escorrentía (el agua en forma líquida se traslada cuesta abajo en la parte superficial del terreno), circulación subterránea (es un proceso símil a la escorrentía pero en localización subterránea), fusión (es cuando la nieve se transforma al estado líquido dando paso al deshielo) y solidificación (cuando baja la temperatura en el interior de la nube el vapor de agua o mismo el agua se congela precipitándose a la tierra en forma de granizo o nieve).
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→3.2.2 Aguas superficiales.
Aguas superficiales son aquellas que se encuentran sobre la superficie del suelo. Esta se produce por la escorrentía generada a partir de las precipitaciones o por el afloramiento de aguas subterráneas. Pueden presentarse en forma correntosa, como en el caso de corrientes, ríos y arroyos, o quietas si se trata de lagos, reservorios, embalses, lagunas, humedales, estuarios, océanos y mares.1 Para propósitos regulatorios, suele definirse al agua superficial como toda agua abierta a la atmósfera y sujeta a escorrentía superficial. Una vez pro ducida, el agua superficial sigue el camino que le ofrece menor resistencia. Una serie de arroyos, riachuelos, corrientes y ríos llevan el agua desde áreas con pendiente descende nte hacia un curso de agua principal. Una área de drenaje suele denominarse como cuenca de drenaje o cuenca hidrográfica.
→ 3.2.3 Redes de escurrimiento (urbanos y rurales)
Se llama escorrentía o escurrimiento a la corriente de agua que se vierte al rebasar su depósito o cauce naturales o artificiales. En hidrología la escorrentía hace referencia a la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo. Los principales parámetros que afectan la escorrentía son: ▪La intensidad de la precipitación; ▪ La capacidad de infiltración de una superficie particular; ▪ La condición hidráulica a la que se encuentra el suelo o la roca; y, ▪ Las características hidráulicas del suelo o roca.
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→ 3.2.4 Aguas subterráneas.
El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, y se aloja en los acuíferos ba jo la superficie de la Tierra. El volumen del agua subterránea es mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque menor al de los mayores glaciares, las masas más extensas pueden alcanzar un millón o más de kilómetros cuadrados (como el Acuífero Guaraní). El agua del subsuelo es un recurso importante y de este se abastece a una tercera parte de la población mundial,1 pero de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación. El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos. Es una creencia común que el agua subterránea llena cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre es así, pues puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la contienen como una esponja. La única excepción significativa la ofrecen las rocas solubles, como las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso llamado karstificación, en el que el agua excava simas, cavernas y otras vías de circulación, modelo que más se ajusta a la creencia popular
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3.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL La geología estructural es la rama de la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y la relación de las rocas que las forman. Estudia la geometría de las rocas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende la arquitectura de la corteza terrestre y su relación espacial, determinando las deformaciones que presenta y la geometría subsuperficial de las estructuras rocosas.
→ 3.3.1 Esfuerzos y deofrmaciones
Cuando se habla de esfuerzos se hace referencia a la fuerza aplicada a un área determinada de roca. La unidad de medida más habitual es el kilogramo por centímetro cuadrado (kg/cm2). En la naturaleza, según la dirección de las fuerzas aplicadas, el esfuerzo puede reconocerse en tres variedades; la compresión, la tensión y la cizalla.
Compresión: Esfuerzo al que son sometidas las rocas cuando se comprimen por fuerzas dirigidas unas contra otras a lo largo de una misma línea. Cuando los materiales se someten a este tipo de esfuerzos, tienden a acortarse en la dirección del esfuerzo mediante la formación de pliegues o fallas según que su comportamiento sea dúctil o frágil. Tensión: Resultado de las fuerzas que actúan a lo largo de la misma línea pero en dirección opuesta. Este tipo de esfuerzo actúa alargando o separando las rocas. Cizalla: Esfuerzo en el cual las fuerzas actúan en paralelo pero en direcciones opuestas, lo que da como resultado una deformación por desplazamiento a lo largo de planos poco espaciados.
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→ 3.3.2 Discontinuidades.
Discontinuidad es un término usado en geología para designar los límites, especialmente en el interior de la Tierra, entre capas con rocas de densidades diferentes (las denominadas discontinuidades de densidad o discontinuidades sísmicas), pero también para designar diferentes facies sedimentarias, aunque estas úlimas se denominan más específica y apropiadamente discordancias.
→ 3.3.3 Pliegue.
Una roca se pliega cuando una superficie de referencia definida antes del plegamiento como plana se transforma en una superficie curva. El plegamiento es tanto mayor cuanto más numerosas y fuertes son las variaciones de buzamiento. Las rocas en las que se aprecia el plegamiento con mayor facilidad son las sedimentarias, cuyos planos de estratificación se muestran como buenos planos de referencia. En las rocas ígneas, cristalinas y de aspecto masivo, resulta más compleja la identificación de pliegues por la escasez de estructuras planares de referencia.
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▪ Anticlinal: pliegue arqueado o con la convexidad ascendente en el que los
materiales más antiguos se localizan en el núcleo. ▪ Sinclinal: pliegue arqueado o con la convexidad descendente en el que los
materiales más modernos se localizan en el núcleo. Anticlinales y sinclinales suelen sucederse en el espacio, y tienen planos axiales que dividen los pliegues en dos mitades, cada una de las cuales es un flanco. Estas estructuras son ondulaciones de los estratos que no tienen por qué visualizarse como ondulaciones del terreno. Existen diferentes clasificaciones que emplean criterios distintos para denominar los pliegues. La clasificación que se presenta en este apartado es una de las más claras, y tiene en cuenta la inclinación del plano axial: ▪ Pliegue recto. La superficie del plano axial es vertical. ▪ Pliegue inclinado. La superficie axial está inclinada. En este caso los flancos no
tienen necesariamente el mismo buzamiento, y si uno de ellos rebasa la verticalidad, entonces tenemos un flanco invertido. ▪ Pliegue tumbado. La superficie del plano axial es horizontal. ▪ Pliegue en abanico. Tiene vergencias en dos direcciones opuestas, con dos
planos axiales que se abren en forma de abanico.
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→ 3.3.4 Fa llas.
Un material tiene comportamiento frágil cuando se rompe fracturándose bruscamente tras ser sometido a un esfuerzo. Cuando en el estudio de las rocas se hace referencia a la deformación frágil, se apunta a la fracturación de los materiales en forma de diaclasas o fallas.
DIACLASAS. Una diaclasa es un plano de fractura a favor del cual no se produce desplazamiento de los bloques que quedan a ambos lados de esta. FALLAS. Las fallas constituyen la deformación frágil más frecuente en Geología, y por lo tanto, al igual que en el caso de los pliegues, se trata de uno de los elementos más representados en Geología Estructural (Son discontinuidades en rocas a lo largo de las cuales existe un desplazamiento diferencial significativo). Pueden tener longitudes desde pocos metros hasta centenares de kilómetros, como por ejemplo la de San Andrés en California. Los movimientos repentinos de las fallas son normalmente los responsables de la mayoría de los terremotos. Las fallas antiguas suelen ser inactivas. Las fallas se visualizan como planos o superficies que dividen una porción del terreno desplazando una con respecto a otra, ya sea en la vertical, en la horizontal o en ambos sentidos. Los elementos que definen una falla son: ▪ Plano de falla. Es la superficie de rotura sobre la que se produce el movimiento
de un bloque sobre el otro. ▪ Labio levantado. Porción del terreno o bloque con un movimiento de ascenso con
respecto al labio hundido. ▪ Labio hundido. Bloque del terreno con un movimiento descendente con respecto
al labio levantado. ▪ Dirección de la falla. Ángulo que forma con el norte geográfico la línea que resulta
de la intersección de un plano imaginario horizontal con el plano de falla. ▪ Buzamiento de la falla. Ángulo que forma el plano de falla con un plano horizontal
imaginario, medido en la línea de máxima pendiente. ▪ Espejo de falla. Superficie pulida que se visualiza sobre el plano de falla como
consecuencia de la fricción entre los dos bloques. ▪ Estrías de falla. Estrías o hendiduras sobre el plano de falla por presión y fricción
entre los dos bloques.
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▪ Brecha de falla. Material de aspecto caótico que se encuentra en el plano de falla
debido al desplazamiento y presión de los dos bloques. ▪ Techo de falla. Superficie rocosa que está inmediatamente por encima de la falla. ▪ Muro de falla. Superficie rocosa que está inmediatamente por debajo de la falla. ▪ Salto de falla. Desplazamiento de un bloque o labio con respecto al otro, medido
en las componentes vertical y horizontal. Según el tipo de desplazamiento que tengan los bloques uno respecto a otro, así como que se trate de movimientos en la vertical u horizontal, pueden definirse los siguientes tipos de falla: ▪ Fallas normales. Se produce un desplazamiento vertical por esfuerzos
distensivos cuando el bloque de techo se desplaza hacia abajo con respecto al bloque de muro. ▪ Fallas inversas. Se produce un desplazamiento vertical por esfuerzos
compresivos cuando el bloque de muro se desplaza hacia arriba con respecto al bloque de techo. ▪ Fallas en dirección. Son planos de fractura con desplazamiento en la horizontal
paralela a la dirección de la falla. Se dan en todas las escalas, pueden recorrer desde centenares de kilómetros y afectar a toda la corteza o tratarse de pequeños accidentes que acompañan a los pliegues. ▪ Las fallas transcurrentes y transformantes. Son un tipo de fallas horizontales
o en dirección que afectan a la litosfera y cortan a las dorsales oceánicas. → 3.3.6 Problemas de la ing. civil relacionadas con las estruct uras
geológicas. La geología estructural tiene relación directa con disciplinas geológicas como la mecánica de suelos, mecánica de rocas y la geotecnia. Es bastante importante en geología para entender el origen y la formación de yacimientos, entender cómo se formó el actual modelo topográfico de la superficie terrestre; en ingeniería civil es la base de proyectos de construcción (edificaciones, puentes, carreteras, represas, etc.) y como herramienta de prevención para la mitigación y control de riesgos geológicos.
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→ 3.3.5 Métodos para su medición.
Criterios de fractura Tradicionalmente existen 2 criterios de fractura mas usados: el de Navier-Coulomb y el de Griffith. Mientras el primero analiza las circunstancias macroscópicas que rigen el fracturamiento, el segundo se focaliza en los aspectos microscópicos.
El criterio de Navier-Coulomb. Las condiciones que rigen la ruptura de cizalle de un material, a la vez que el angulo que forman 2 sistemas de fallas conjugadas originados por el mismo campo de stress, pueden ser predichas por el criterio de ruptura de Navier-Coulomb. Para que se produzca ruptura y deslizamiento a lo largo de un plano de falla debe vencerse 2 tipos de resistecia: ▪ Resistencia a la friccion. ▪ Resistencia cohesiva
.- Criterios de fractura de Navier – Coulomb, relaciones angulares y circulo de Mohr
Envolventes de Mohr. Teóricamente, las condiciones de ruptura están regidas por la recta de la ecuación de Navier – Coulomb y una serie de círculos de Mohr tangentes. El requisito de tangencia señala las condiciones de stress (n , ) para iniciar la ruptura. Sin embargo, se comprueba en experimentos, que si se toman los valores de n y correspondientes a distintos niveles de presión confinante la función = f (n) no es lineal, sino que describe una curva denominada envolvente de Mohr.
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Criterio de Griffith. Las envolventes de Mohr llevan a la conclusion de que el angulo de friccion interna i no es constante, sino que depende de la presión confinante, contrariamente a lo predicho por el criterio de Navier – Coulomb. Otro inconveniente de este criterio es que el valor predicho para la resistencia tensional T = Co cot i es demasiado grande comparado con los valores medidos en expermentos. Este criterio parte de la base de que un material solido esta repleto de fracturas microscópicas. Las fallas se propagan por crecimiento de dichas fracturas. La r azón de que una fractura crezca, incluso bajo la aplicación de stresses pequeños, es que estos se intensifican enormemente cerca del extremo de cada fractura microscópica. La intensificación del stress depende de la orientación, longitud y radio de curvatura en el extremo de cada fractura microscópica. La consecuencia es que algunas fracturas crecen preferentemente respecto a otras, favoreciendo la propagación de una falla en una determinada dirección. Despues de una serie de consideraciones acerca de las condiciones criticas que gobiernan el crecimiento de un fractura, el criterio de Griffith llega a una expresión cuadrática de la envolvente de Mohr, en función del stress tensional T:
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Expresion de la envolvente de Mohr según el criterio de Griffith.
Influencia de la presión de fluido en el fracturamiento. La presencia de fluidos en los poros de una roca tiene como efecto mecánico que esta se comporte como si la presión confinante que le afecta fuera menor, en una cantidad igual a la presión de fluido. Asi, en una masa rocosa saturada en fluido, la presión de fluido Pf actua en contra del stress normal aplicado sobre un plano de ruptura al principio del stress normal efectivo:
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ÍNDICE 3.1 INTEMPERISMO, EROSIÓN Y SEDIMENTACIONES. .................................... 1 → 3.1.1 Procesos de intemperismo químico y mecánico. .................................... 1 → 3.1.2 Factores de formación de los suelos. ..................................................... 2 → 3.1.3 Tipos de suelo según su origen y granulometría. ................................... 4 → 3.1.4 Erosión y depósito de sedimentos. ......................................................... 5
3.2 AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRANEAS. ............................................. 9 → 3.2.1 El ciclo hidrológico. ................................................................................. 9 →3.2.2 Aguas superficiales. .............................................................................. 10 → 3.2.3 Redes de escurrimiento (urbanos y rurales) ......................................... 10 → 3.2.4 Aguas subterráneas. ............................................................................ 11
3.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL ......................................................................... 12 → 3.3.1 Esfuerzos y deofrmaciones .................................................................. 12 → 3.3.2 Discontinuidades. ................................................................................. 13 → 3.3.3 Pliegue.................................................................................................. 13 → 3.3.4 Fallas. ................................................................................................... 15 → 3.3.6 Problemas de la ing. civil relacionadas con las estructuras geológicas. 16 → 3.3.5 Métodos para su medición. ................................................................... 17
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Ing. Jose Luis Parra Betancourt.
Carlos Eduardo Hernández Ruiz
C151014
5°
T
“A”
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas a 11 de Mayo del 2017
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